TW202108793A - 濺鍍靶材 - Google Patents

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Abstract

本發明之目的在於提供一種濺鍍靶材，其係導電性得到提高者，例如於使用DC濺鍍裝置成膜時使生產性提高。本發明之濺鍍靶材之特徵在於：於鋁母相中以10～70 mol%之含量存在以下材料或相，即，(1)包含鋁且進而包含稀土類元素及鈦族元素中任一種或兩種之材料或相、或(2)包含稀土類元素及鈦族元素中任一種或兩種之材料或相。

Description

濺鍍靶材
本發明係關於一種於壓電元件中用以形成壓電響應性良好之金屬膜或氮化膜之較佳之濺鍍靶材。
預測當今及今後社會，隨著少子高齡化發展，勞動人口會減少，因此，於製造業中亦致力於利用物聯網(IoT：Internet Of Things)之自動化。又，於汽車產業中亦不斷向製造AI(Artificial Intelligence，人工智能)等成為主體而不由人操作便能自動駕駛之汽車之社會轉變。
於自動化、自動駕駛中重要之技術為基於無線之超高速通信，對於基於無線之超高速通信而言，高頻濾波器不可或缺。又，為了使無線通信高速化，預計會自先前之第4代移動通信(4G)中使用之3.4 GHz頻帶向第5代移動通信(5G)中使用之3.7 GHz、4.5 GHz、28 GHz頻帶即高頻側轉變。若進行此轉變，則高頻濾波器於先前之表面聲波(SAW：Surface Acoustic Wave)濾波器中技術上較為困難。因此，技術不斷自表面聲波濾波器向主體聲波(BAW：Bulk Acoustic Wave)濾波器改變。
作為BAW濾波器或壓電元件感測器之壓電膜，主要使用氮化鋁膜。氮化鋁因被稱為Q值(Quality factor，品質因數)之振幅放大係數較高而為人所知，因此被用作壓電膜。但是，由於在高溫下無法使用，故為了謀求壓電元件之高溫化、高Q值化，包含鋁元素及稀土類元素之氮化膜較有希望。
作為用以形成包含鋁元素及稀土類元素之氮化膜之濺鍍靶材，揭示有如下濺鍍靶材，其係包含Al與Sc之合金，且含有25原子%～50原子%之Sc者，氧含量為2000質量ppm以下，維氏硬度(Hv)之變動為20%以下(例如參照專利文獻1)。記述有該濺鍍靶材係經過熔解步驟，進而實施鍛造步驟等塑性加工而製作(例如參照專利文獻1)。又，於專利文獻1中，記載有濺鍍靶材之TOP(靶材上表面)與BTM(靶材下表面)之Sc含量變動為±2原子%之範圍內(說明書段落0040～0041)。
又，已知有於Scx Al1-x N合金中，壓電常數d33 因Sc濃度之組成偏差而極端地變化(例如參照非專利文獻1、圖3)。 先前技術文獻 專利文獻
專利文獻1：WO2017/213185號公報 非專利文獻
非專利文獻1：加納一彥等人，Denso technical review Vol. 17, 2012, p202～207
[發明所欲解決之問題]
於專利文獻1中，濺鍍靶材包含Al與Sc之合金，但金屬間化合物之導電性與金屬之導電性相比較低，因此，例如存在DC(direct current，直流)濺鍍裝置中之成膜之生產性較低之問題。
又，於鋁合金之製造中，鋁之熔點低至660℃，與此相對，添加至鋁之元素之熔點溫度非常高，鈧之情形時為1541℃，釔之情形時為1522℃，鈦之情形時為1668℃，鋯之情形時為1855℃，鉿之情形時為2233℃，由於鋁與所添加之元素之熔點差成為800℃以上，故幾乎不存在鋁與所添加之元素完全固溶之範圍。
因此，若如專利文獻1般，相對於鋁，增加鈧之添加量，則亦存在熔點成為1400℃以上之組成，因熔解後之凝固時之溫度不均而導致金屬間化合物之生長產生差異，因此難以製作於濺鍍靶材之面內方向及厚度方向上具有均勻組成之濺鍍靶材。
又，若如專利文獻1般使用熔解法且僅由金屬間化合物構成，則成為非常硬且脆之濺鍍靶材，即便藉由熔解而形成錠，進行鍛造等塑性加工時濺鍍靶材亦容易發生破裂等。
又，若如專利文獻1般利用熔解法進行製作，則析出相較大地生長，於濺鍍靶材之面內方向及厚度方向上產生組成不均，因此，即便濺鍍而形成薄膜，所獲得之合金薄膜之組成分佈亦變得不穩定。
於專利文獻1中，記載有濺鍍靶材之TOP與BTM之Sc含量變動為±2原子%之範圍內，但為了獲得所成膜之膜之均質性，不僅需要抑制厚度方向之不均，亦需要抑制面內方向之不均。
尤其是如非專利文獻1之圖3中所指出，亦存在因組成偏差而觀察到特性極端變化之情況，因此重要的是於面內方向及厚度方向上保持均勻之組成。
因此，本發明之目的在於提供一種濺鍍靶材，其係導電性得到提高者，例如於使用DC濺鍍裝置成膜時使生產性提高。 [解決問題之技術手段]
本發明者等人為了解決上述課題而進行了銳意研究，結果發現，藉由利用鋁填充金屬間化合物或氮化物之間隙使濺鍍靶材之導電性提高，而解決上述課題，從而完成本發明。即，本發明之濺鍍靶材之特徵在於：在鋁母相中以10～70 mol%之含量存在(1)包含鋁且進而包含稀土類元素及鈦族元素中任一種或兩種之材料或相、或(2)包含稀土類元素及鈦族元素中任一種或兩種之材料或相。
於本發明之濺鍍靶材中，較佳為(條件1)或(條件2)中之上述濺鍍靶材之濺鍍面內方向及靶材厚度方向之組成與成為基準之組成的差均為±3%以內，且上述成為基準之組成為按照(條件1)或(條件2)測得之總計18處組成之平均值。 (條件1) 濺鍍面內方向：上述濺鍍靶材係中心為O、半徑為r之圓板狀靶材，且使組成分析之測定部位處於以中心O為交點而正交之假想十字線上，設為中心O為1處，與中心O距離0.45r合計4處，及與中心O距離0.9r合計4處之總計9處。 靶材厚度方向：形成穿過假想十字線中任一條線之截面，該截面係縱向為t(即靶材之厚度為t)、橫向為2r之長方形，且關於組成分析之測定部位，設以下總計9處作為測定地點：穿過中心O之垂直橫截線上之中心X及在上下與中心X距離0.45t合計3處(稱為a地點、X地點、b地點)，於上述截面上自a地點朝向左右之側邊離開0.9r合計2處，自X地點朝向左右之側邊離開0.9r合計2處，以及自b地點朝向左右之側邊離開0.9r合計2處。 (條件2) 濺鍍面內方向：上述濺鍍靶材係縱向長度為L1，橫向長度為L2之長方形(其中，包括L1與L2相等之正方形；或者長方形包括將長度J、周長K之圓筒形側面展開而得之長方形，於此形態中，L2與長度J對應，L1與周長K對應，長度J與周長K係J＞K、J＝K或J＜K之關係成立)，且使組成分析之測定部位處於以重心O為交點而正交之假想十字線上，且假想十字線與長方形之邊正交時，設為下述之總計9處：重心O為1處，於假想十字線上縱向上與重心O相隔0.25L1之距離合計2處，橫向上與重心O相隔0.25L2之距離合計2處，縱向上與重心O相隔0.45L1之距離合計2處，以及橫向上與重心O相隔0.45L2之距離合計2處。 靶材厚度方向：形成穿過假想十字線中與縱向L1及橫向L2之任一邊平行之線之截面，於一邊為橫向L2之情形時，該截面係縱向為t(即上述靶材之厚度為t)、橫向為L2之長方形，且關於組成分析之測定部位，設以下總計9處作為測定地點：穿過重心O之垂直橫截線上之中心X及在上下與中心X距離0.45t合計3處(稱為a地點、X地點、b地點)，於上述截面上自a地點朝向左右之側邊離開0.45L2合計2處，自X地點朝向左右之側邊離開0.45L2合計2處，以及自b地點朝向左右之側邊離開0.45L2合計2處。 藉由在濺鍍靶材之濺鍍面內方向及靶材厚度方向上減少組成相對於成為基準之組成之偏差幅度，而於濺鍍面內方向及靶材厚度方向上具有均勻之組成，形成用於壓電元件等之薄膜時，能夠抑制因壓電響應性等特性變化所導致之良率降低，上述壓電響應性等特性之變化係因組成偏差所導致。
於本發明之濺鍍靶材中，較佳為於上述濺鍍靶材中存在包含選自鋁、稀土類元素及鈦族元素中之至少2種元素之金屬間化合物。藉由減少單質之稀土類元素、單質之鈦族元素之部位，能夠抑制組成之不均。若靶材中存在金屬間化合物，則金屬元素間之濺鍍速率之差異得到緩和，所獲得之膜之組成不均變小。
於本發明之濺鍍靶材中，亦可於上述濺鍍靶材中存在1種、2種、3種或4種上述金屬間化合物。藉由減少單質稀土類元素、單質鈦族元素之部位，能夠抑制組成之不均。藉由存在1種或複數種金屬間化合物，金屬元素間之濺鍍速率之差異進一步得到緩和，所獲得之膜之組成不均變得更小。
於本發明之濺鍍靶材中，亦可於上述濺鍍靶材中存在1種以上之選自鋁、稀土類元素及鈦族元素中之至少1種元素之氮化物。形成壓電元件之氮化膜時，能夠應對壓電元件之高溫化，並且高Q值化。
於本發明之濺鍍靶材中，較佳為上述稀土類元素為鈧及釔中至少任一種。形成壓電元件之氮化膜時，能夠應對壓電元件之高溫化，並且高Q值化。
於本發明之濺鍍靶材中，較佳為上述鈦族元素為鈦、鋯及鉿中至少任一種。形成壓電元件之氮化膜時，能夠應對壓電元件之高溫化，並且高Q值化。
於本發明之濺鍍靶材中，較佳為氧含量為500 ppm以下。於濺鍍靶材中可抑制形成堅固化合物，於使用上述濺鍍靶材形成薄膜時能夠形成配向性良好之薄膜。又，能夠抑制導電性下降，抑制顆粒之產生，並且良率良好地形成薄膜。 [發明之效果]
本發明之濺鍍靶材由於具有由鋁填充金屬間化合物或氮化物之間隙之微細構造，故成為導電性得到提高之濺鍍靶材，例如於使用DC濺鍍裝置成膜時能夠提高生產性。
以下，示出實施形態對本發明詳細地進行說明，但並不限定於該等記載來解釋本發明。只要發揮本發明之效果，則實施形態亦可進行各種變化。
圖1係表示圓板狀靶材之濺鍍面內方向上之組成分析之測定部位(以後，亦簡稱為測定部位)的概略圖，參照圖1對(條件1)之濺鍍靶材之濺鍍面內方向上之測定部位進行說明。於圓板狀靶材之情形時，半徑較佳為25～225 mm，更佳為50～200 mm。靶材之厚度較佳為1～30 mm，更佳為3～26 mm。於本實施形態中，預計對大型靶材更有效。
於圖1中，濺鍍靶材200係中心為O、半徑為r之圓板狀靶材。測定部位處於以中心O為交點而正交之假想十字線(L)上，設為中心O為1處(S1)，與中心O距離0.45r合計4處(S3、S5、S6及S8)，及與中心O距離0.9r合計4處(S2、S4、S7及S9)之總計9處。
圖2係表示圖1之B-B截面處所示之圓板狀靶材之靶材厚度方向上之組成分析之測定部位的概略圖，參照圖2對(條件1)之濺鍍靶材之靶材厚度方向上之測定部位進行說明。
於圖2中，圖1之B-B截面係縱向為t(即靶材之厚度為t)、橫向為2r之長方形。而且，關於測定部位，設以下9處作為測定地點，其中穿過中心O之垂直橫截線上之中心X(C1)及在上下與中心X距離0.45t合計3處(稱為a地點(C4)、X地點(C1)、b地點(C5))，於上述截面上自a地點朝向左右之側邊離開0.9r合計2處(C6、C7)，自X地點朝向左右之側邊離開0.9r合計2處(C2、C3)，以及自b地點朝向左右之側邊離開0.9r合計2處(C8、C9)。
圖3係表示正方形板狀靶材之濺鍍面內方向上之組成分析之測定部位的概略圖，參照圖3對(條件2)之濺鍍靶材之濺鍍面內方向上之測定部位進行說明。於長方形或正方形靶材之情形時，縱向長度及橫向長度較佳為50～450 mm，更佳為100～400 mm。靶材之厚度較佳為1～30 mm，更佳為3～26 mm。於本實施形態中，預計對大型靶材更有效。
濺鍍靶材300係縱向長度為L1、橫向長度為L2之長方形(其中，包括L1與L2相等之正方形)靶材，於圖3中，示出濺鍍靶材300為L1＝L2之形態。測定部位處於以重心O為交點而正交之假想十字線(Q)上，且假想十字線與長方形(或正方形)之邊正交時，設為如下總計9處：重心O為1處(P1)，於假想十字線上縱向上與重心O相隔0.25L1之距離合計2處(P6、P8)，橫向上與重心O相隔0.25L2之距離合計2處(P3、P5)，縱向上與重心O相隔0.45L1之距離合計2處(P7、P9)，以及橫向上與重心O相隔0.45L2之距離合計2處(P2、P4)。再者，於濺鍍靶材為長方形之情形時，無關邊之長度，可適當選擇L1、L2。
圖4係表示圖3之C-C截面處所示之正方形板狀靶材之靶材厚度方向上之組成分析之測定部位的概略圖，參照圖4對(條件2)之濺鍍靶材之靶材厚度方向上之測定部位進行說明。
於圖4中，圖3之C-C截面形成穿過與橫邊平行之線之截面，該截面係縱向為t(即上述靶材之厚度為t)、橫向為L2之長方形，且關於測定部位，設以下總計9處作為測定地點：穿過重心O之垂直橫截線上之中心X及在上下與中心X距離0.45t合計3處(稱為a地點(D4)、X地點(D1)、b地點(D5))，於上述截面上自a地點朝向左右之側邊離開0.45L2合計2處(D6、D7)，自X地點朝向左右之側邊離開0.45L2合計2處(D2、D3)，以及自b地點朝向左右之側邊離開0.45L2合計2處(D8、D9)。
(圓筒形狀之濺鍍靶材) 圖5係用以說明圓筒形狀靶材之測定部位之概念圖。於濺鍍靶材為圓筒形狀之情形時，圓筒之側面為濺鍍面，展開圖成為長方形或正方形，因此，關於(條件2)可與圖3及圖4之情形同樣地進行考慮。於圖5中，於濺鍍靶材400係高度(長度)為J、主體之周長為K之圓筒形狀之情形時，考慮E-E截面、及該截面成為兩端之D-D展開面。首先，靶材厚度方向之組成分析之測定部位於E-E截面中與圖4同樣地進行考慮。即，認為圓筒材之高度J與圖4之L2對應，圓筒材之厚度與圖4之厚度t對應，而作為測定部位。又，濺鍍面內方向之測定部位於D-D展開面中與圖3同樣地進行考慮。即，認為圓筒材之高度J與圖3之L2對應，圓筒材之主體之周長K與圖3之L1對應，而作為測定部位。長度J與周長K係J＞K、J＝K或J＜K之關係成立。於圓筒形狀靶材之情形時，圓筒之主體周之長度較佳為100～350 mm，更佳為150～300 mm。圓筒之長度較佳為300～3000 mm，更佳為500～2000 mm。靶材之厚度較佳為1～30 mm，更佳為3～26 mm。於本實施形態中，預計對大型靶材更有效。
本實施形態之濺鍍靶材於鋁母相中以10～70 mol%之含量存在以下材料或相，即(1)包含鋁且進而包含稀土類元素及鈦族元素中任一種或兩種之材料或相、或(2)包含稀土類元素及鈦族元素中任一種或兩種之材料或相。於上述材料或相以濺鍍靶材整體為基準未達10 mol%之情形時，與使用先前之靶材所形成之既有之氮化鋁膜相比，壓電特性上未觀察到較大差異，又，於所含有之材料或相為氮化物之情形時，進行反應性濺鍍時流動之氮氣之量需要與對先前之Al靶材或Al-Sc靶材進行反應性濺鍍而形成氮化物膜時相同程度。又，若上述材料或相以濺鍍靶材整體為基準超過70 mol%，則存在因鋁母相之比率較少等原因而導致靶材之導電性較低之情況。上述材料或相以濺鍍靶材整體為基準，較佳為15～67 mol%，進而較佳為20～50 mol%。
於本實施形態之濺鍍靶材中，(條件1)或(條件2)中之上述濺鍍靶材之濺鍍面內方向及靶材厚度方向之組成與成為基準之組成的差均為±3%以內，較佳為±2%，更佳為±1%。此處，成為基準之組成為按照(條件1)或(條件2)所測得之總計18處之組成的平均值。若與成為基準之組成之差超過±3%，則存在濺鍍靶材成膜時濺鍍速率有所不同之情況，而於形成壓電元件之壓電膜等時，每個基板中壓電膜之壓電特性不同，又，即便為同一基板，亦存在因組成根據壓電膜之部位而不同，從而導致壓電特性不同之情況。因此，為了抑制壓電元件之良率變差，較佳為將濺鍍靶材之濺鍍面內方向及靶材厚度方向之組成與成為基準之組成的差控制在±3%以內。
接下來，對濺鍍靶材之具體之微細組織進行說明。濺鍍靶材之具體之微細組織例如分類為第一組織～第五組織及其等之變化例。此處，具有鋁母相之形態為第二組織、第五組織及其等之變化例。本實施形態尤其是包括第二組織及作為其變化例之第二組織-2、以及第五組織及作為其變化例之第五組織-2。
[第一組織] 濺鍍靶材具有由以下材料中至少任一種構成之第一組織，即，包含鋁及稀土類元素(以後，亦記為RE)之材料、包含鋁及鈦族元素(以後，亦記為TI)之材料、以及包含鋁、稀土類元素及鈦族元素之材料。即，於第一組織中有以下7組之材料之組合：存在包含Al及RE之材料A、包含Al及TI之材料B或包含Al、RE及TI之材料C之形態；以及材料A與材料B共存、材料A與材料C共存、材料B與材料C共存、或材料A、材料B及材料C共存之形態。
於本說明書中，用語「材料」係指構成濺鍍靶材之材質，例如包含合金或氮化物。進而合金中例如包含固溶體、共晶、金屬間化合物。再者，若氮化物為類金屬，則其亦可包含於合金中。
[第二組織] 本實施形態之濺鍍靶材具有於鋁母相中存在以下材料中至少任一種之第二組織，即，包含鋁及稀土類元素之材料、包含鋁及鈦族元素之材料、以及包含鋁、稀土類元素及鈦族元素之材料。即，於第二組織中，在鋁母相中存在第一組織中所列舉之7組之材料之組合。即，於第二組織中有以下形態之組合，即，於鋁母相中存在材料A、材料B或材料C之形態；及於鋁母相中發現材料A與材料B共存、材料A與材料C共存、材料B與材料C共存、或材料A、材料B及材料C共存之形態。
於本說明書中，用語「鋁母相」亦可稱為鋁基體。於圖6中，以第二組織為例對鋁母相之概念進行說明。於濺鍍靶材100中，其微細構造係於鋁母相中存在包含鋁及稀土類元素之材料，具體而言，存在Al-RE合金。即，Al母相3將複數個Al-RE合金粒子1相接合。Al-RE合金粒子1為Al-RE合金之晶粒2之集合體。Al-RE合金之晶粒2a與相鄰之Al-RE合金之晶粒2b之交界為晶界。Al母相3為鋁晶粒4之集合體。鋁晶粒4a與相鄰之鋁晶粒4b之交界為晶界。如此於本說明書中，用語「母相」係指將複數個金屬粒子或合金粒子或氮化物粒子相接合之相，係進行接合之相本身亦為晶粒之集合體的概念。一般而言，金屬間化合物或氮化物具有缺乏作為金屬之特性之導電性或塑性加工性(展延性)之特徵。於濺鍍靶材之Al-RE合金僅由金屬間化合物構成，或僅由氮化物構成，或由金屬間化合物及氮化物構成之情形時，有濺鍍靶材之導電性下降之傾向。但是，藉由使鋁(母)相存在，能夠防止濺鍍靶材整體之導電性下降。又，於濺鍍靶材之Al-RE合金僅由金屬間化合物構成，或僅由氮化物構成，或由金屬間化合物及氮化物構成之情形時，有濺鍍靶材變得非常脆之傾向。但是，藉由使鋁(母)相存在，能夠緩和靶材之脆性。
[第三組織] 濺鍍靶材具有由複合相構成之第三組織，該複合相包含以下相中任一種或兩種，即，僅包含鋁及不可避免之雜質作為金屬種之相、僅包含稀土類元素及不可避免之雜質作為金屬種之相、以及僅包含鈦族元素及不可避免之雜質作為金屬種之相。即，於第三組織中有以下形態之3組之組合，即，由以下複合相構成之形態，該複合相包括包含鋁作為金屬種之相及包含稀土類元素作為金屬種之相；由以下複合相構成之形態，該複合相包括包含鋁作為金屬種之相及包含鈦族元素作為金屬種之相；或由以下複合相構成之形態，該複合相包括包含鋁作為金屬種之相、包含稀土類元素作為金屬種之相及包含鈦族元素作為金屬種之相。
作為不可避免之雜質，例如有Fe、Ni等，不可避免之雜質之原子%濃度例如較佳為200 ppm以下，更佳為100 ppm以下。
於本說明書中，用語「相」為固相，係每同一組成聚在一起之集合體，例如同一組成之粒子之集合體之概念。
於本說明書中，用語「複合相」係存在2種以上之「相」之概念。該等相於每個種類中組成互不相同。
[第四組織] 濺鍍靶材具有由複合相構成之第四組織，該複合相包括包含鋁且進而包含稀土類元素及鈦族元素中任一種或兩種之相；及以下相中至少任一種相，即，僅包含鋁及不可避免之雜質作為金屬種之相、僅包含稀土類元素及不可避免之雜質作為金屬種之相、以及僅包含鈦族元素及不可避免之雜質作為金屬種之相。即，於第四組織中存在以下21組之相之組合。此處，將包含鋁及稀土類元素之相設為相D，將包含鋁及鈦族元素之相設為相E，將包含鋁、稀土類元素及鈦族元素之相設為相F。又，將僅包含鋁及不可避免之雜質作為金屬種之相設為相G，將僅包含稀土類元素及不可避免之雜質作為金屬種之相設為相H，將僅包含鈦族元素及不可避免之雜質作為金屬種之相設為相I。第四組織由以下複合相構成，即，相D及相G；相D及相H；相D及相I；相D、相G及相H；相D、相G及相I；相D、相H及相I；相D、相G、相H及相I；相E及相G；相E及相H；相E及相I；相E、相G及相H；相E、相G及相I；相E、相H及相I；相E、相G、相H及相I；相F及相G；相F及相H；相F及相I；相F、相G及相H；相F、相G及相I；相F、相H及相I；或相F、相G、相H及相I。
[第五組織] 本實施形態之濺鍍靶材具有由複合相構成之第五組織，該複合相係於鋁母相中至少包含以下相中任一種或兩種，即，僅包含稀土類元素及不可避免之雜質作為金屬種之相、以及僅包含鈦族元素及不可避免之雜質作為金屬種之相。第五組織由在鋁母相中存在以下3組之相之複合相構成。即，第五組織由在鋁母相中存在相H之複合相、於鋁母相中存在相I之複合相、或於鋁母相中存在相H及相I之複合相構成。
於本說明書中，用語「鋁母相」亦可稱為鋁基體。於第五組織中，在濺鍍靶材中，其微細構造係於鋁母相中存在相H、相I、或相H與相I兩者而構成複合相。鋁母相為鋁晶粒之集合體，鋁晶粒與相鄰之鋁晶粒之交界為晶界。相H例如為同一組成之粒子之集合體之概念。相I亦相同。於存在相H與相I兩者之情形時，於鋁母相中存在2個組成不同之相。
[第五組織之變化例] 本實施形態之濺鍍靶材於第五組織中包括如下形態，即，上述複合相進而包括僅包含鋁及不可避免之雜質作為金屬種之相。 第五組織由在鋁母相中存在以下3組之相之複合相構成。即，該複合相為於鋁母相中存在相H及相G之複合相、於鋁母相中存在相I及相G之複合相、或於鋁母相中存在相H、相I及相G之複合相。
第一組織～第五組織及第五組織之變化例進而包括以下形態。
[第一組織-2] 濺鍍靶材例示以下形態：具有第一組織且上述材料為合金；具有第一組織且上述材料為氮化物；或者具有第一組織且上述材料為合金與氮化物之組合。此處，材料有以下7組之材料之組合：存在包含Al及RE之材料A、包含Al及TI之材料B或包含Al、RE及TI之材料C之形態；以及材料A與材料B共存、材料A與材料C共存、材料B與材料C共存、或材料A、材料B及材料C共存之形態。
[第二組織-2] 本實施形態之濺鍍靶材例示以下形態：具有第二組織且上述材料為合金；具有第二組織且上述材料為氮化物；或者具有第二組織且上述材料為合金與氮化物之組合。此處，材料為[第一組織]中所列舉之7組之材料之組合。
[第三組織-2] 濺鍍靶材例示以下形態：具有第三組織且上述複合相為金屬相之複合；具有第三組織且上述複合相為氮化物相之複合；或者具有第三組織且上述複合相為金屬相與氮化物相之複合。此處，所謂「複合相為金屬相之複合」，係指包含Al相及RE相之複合相；包含Al相及TI相之複合相；或包含Al相、RE相及TI相之複合相。所謂「複合相為氮化物相之複合」，係指包含AlN相及REN相之複合相；包含AlN相及TIN相之複合相；或包含AlN相、REN相及TIN相之複合相。又，所謂「複合相為金屬相與氮化物相之複合」，係指例如包含Al相及REN相之複合相；包含AlN相及RE相之複合相；包含Al相、AlN相及RE相之複合相；包含Al相、AlN相及REN相之複合相；包含Al相、RE相及REN相之複合相；包含AlN相、RE相及REN相之複合相；包含Al相、AlN相、RE相及REN相之複合相；包含Al相及TIN相之複合相；包含AlN相及TI相之複合相；包含Al相、AlN相及TI相之複合相；包含Al相、AlN相及TIN相之複合相；包含Al相、TI相及TIN相之複合相；包含AlN相、TI相及TIN相之複合相；包含Al相、AlN相、TI相及TIN相之複合相；包含Al相、AlN相、RE相及TI相之複合相；包含Al相、AlN相、REN相及TI相之複合相；包含Al相、AlN相、RE相及TIN相之複合相；包含Al相、AlN相、REN相及TIN相之複合相；包含Al相、RE相、REN相及TI相之複合相；包含AlN相、RE相、REN相及TI相之複合相；包含Al相、RE相、REN相及TIN相之複合相；包含AlN相、RE相、REN相及TIN相之複合相；包含Al相、RE相、TI相及TIN相之複合相；包含AlN相、RE相、TI相及TIN相之複合相；包含Al相、REN相、TI相及TIN相之複合相；包含AlN相、REN相、TI相及TIN相之複合相；包含Al相、AlN相、RE相、REN相及TI相之複合相；包含Al相、AlN相、RE相、REN相及TIN相之複合相；包含Al相、AlN相、RE相、TI相及TIN相之複合相；包含Al相、AlN相、REN相、TI相及TIN相之複合相；包含Al相、RE相、REN相、TI相及TIN相之複合相；包含AlN相、RE相、REN相、TI相及TIN相之複合相；或包含Al相、AlN相、RE相、REN相、TI相及TIN相之複合相。再者，省略價數之記載。
於本說明書中，用語「金屬相」為包含單一金屬元素之相之概念。
於本說明書中，用語「氮化物相」為包含氮化物之相之概念。
[第四組織-2] 濺鍍靶材例示以下形態：具有第四組織且上述複合相為合金相與金屬相之複合；具有第四組織且上述複合相為合金相與氮化物相之複合；具有第四組織且上述複合相為氮化物相與金屬相之複合；具有第四組織且上述複合相為氮化物相與另一氮化物相之複合；或具有第四組織且上述複合相為合金相、金屬相及氮化物相之複合。此處，金屬相係相G、相H及相I分別為未被氮化或氧化而呈金屬狀態之相之情形，合金相係相D、相E及相F分別為未被氮化或氧化而呈合金狀態之相之情形，氮化物相係相G、相H、相I、相D、相E及相F分別為被氮化之相之情形。又，有金屬相、合金相及氮化物相各自於靶材中存在1種之情況、及存在2種以上之情況，進而有金屬相、合金相及氮化物相複數種組合而存在之情況。作為該等形態之例，例如有以下形態，即，於相D之合金相或相D之氮化物相中至少1種相中包含相G之金屬相、相G之氮化物相、相H之金屬相、相H之氮化物相、相I之金屬相、相I之氮化物相中至少1種；於相E之合金相或相E之氮化物相中至少1種相中包含相G之金屬相、相G之氮化物相、相H之金屬相、相H之氮化物相、相I之金屬相、相I之氮化物相中至少1種；於相F之合金相或相F之氮化物相中至少1種相中包含相G之金屬相、相G之氮化物相、相H之金屬相、相H之氮化物相、相I之金屬相、相I之氮化物相中至少1種。
於本說明書中，用語「合金相」為包含合金之相之概念。
[第五組織-2] 本實施形態之濺鍍靶材可例示以下形態：具有第五組織且上述複合相為鋁母相與至少1種金屬相之複合；具有第五組織且上述複合相為鋁母相與氮化鋁相、稀土類元素之氮化物相及鈦族元素之氮化物相中至少1種氮化物相之複合；或者具有第五組織且上述複合相為金屬相與氮化物相之複合。此處，所謂「至少1種金屬相」，係指僅相H、僅相I、或相H及相I兩種。所謂「複合相為鋁母相與氮化鋁相、稀土類元素之氮化物相及鈦族元素之氮化物相中至少1種氮化物相之複合」，係指例如包含Al母相及REN相之複合相；包含Al母相及TIN相之複合相；包含Al母相、AlN相及REN相之複合相；包含Al母相、AlN相及TIN相之複合相；包含Al母相、REN相及TIN相之複合相；或包含Al母相、AlN相、REN相及TIN相之複合相。所謂「複合相為金屬相與氮化物相之複合」，係指例如包含Al母相、RE相及TIN相之複合相；包含Al母相、REN相及TI相之複合相；包含Al母相、AlN相、RE相及TI相之複合相；包含Al母相、AlN相、REN相及TI相之複合相；包含Al母相、AlN相、RE相及TIN相之複合相；包含Al母相、RE相、REN相及TI相之複合相；包含Al母相、RE相、REN相及TIN相之複合相；包含Al母相、RE相、TI相及TIN相之複合相；包含Al母相、REN相、TI相及TIN相之複合相；包含Al母相、AlN相、RE相、REN相及TI相之複合相；包含Al母相、AlN相、RE相、REN相及TIN相之複合相；包含Al母相、AlN相、RE相、TI相及TIN相之複合相；包含Al母相、AlN相、REN相、TI相及TIN相之複合相；包含Al母相、RE相、REN相、TI相及TIN相之複合相；或包含Al母相、AlN相、RE相、REN相、TI相及TIN相之複合相。再者，N係指氮元素，例如「AlN相」係指氮化鋁相。又，對氮化物省略價數之記載。
於第五組織-2中包括如下形態，即上述複合相為進而包含氮化鋁相之氮化物相之複合。即，第五組織-2中之複合相係於第五組織中所列舉之形態例各者中進而追加有AlN相之複合相。 具體而言，第五組織-2中，作為本實施形態，尤其包括以下情況，即， (1)「複合相為鋁母相與氮化鋁相、稀土類元素之氮化物相及鈦族元素之氮化物相中至少1種氮化物相之複合」為包含Al母相、AlN相及REN相之複合相；包含Al母相、AlN相及TIN相之複合相；或包含Al母相、AlN相、REN相及TIN相之複合相；以及 (2)「複合相為金屬相與氮化物相之複合」為包含Al母相、AlN相、RE相及TI相之複合相；包含Al母相、AlN相、REN相及TI相之複合相；包含Al母相、AlN相、RE相及TIN相之複合相；包含Al母相、AlN相、RE相、REN相及TI相之複合相；包含Al母相、AlN相、RE相、REN相及TIN相之複合相；包含Al母相、AlN相、RE相、TI相及TIN相之複合相；包含Al母相、AlN相、REN相、TI相及TIN相之複合相；或包含Al母相、AlN相、RE相、REN相、TI相及TIN相之複合相。
於本實施形態之濺鍍靶材中，較佳為於濺鍍靶材中存在金屬間化合物，該金屬間化合物包含選自鋁、稀土類元素及鈦族元素中之至少2種元素。例如於第一組織或第二組織中，在濺鍍靶材中存在此種金屬間化合物。又，於第四組織中存在合金相之情形時，在合金相中存在金屬間化合物。藉由減少單質之稀土類元素、單質之鈦族元素之部位，能夠抑制組成之不均。又，於靶材包含金屬單質之組合之情形時，濺鍍時應用每種單質之濺鍍速率，會出現明顯差異，因此難以獲得均質之膜，若於靶材中存在金屬間化合物，則金屬元素間之濺鍍速率之差異得到緩和，所獲得之膜之組成不均變小。
於本實施形態之濺鍍靶材中，亦可於上述濺鍍靶材中存在1種、2種、3種或4種上述金屬間化合物。例如於第一組織、第二組織或第四組織中存在合金相之情形時，在濺鍍靶材中根據金屬種之種類數量存在1種、2種、3種或4種金屬間化合物。於靶材包含金屬單質之組合之情形時，濺鍍時應用每種單質之濺鍍速率，會出現明顯差異，因此難以獲得均質之膜，藉由使金屬間化合物存在1種或複數種，金屬元素間之濺鍍速率之差異進一步得到緩和，所獲得之膜之組成不均變得更小。
於本實施形態之濺鍍靶材中，亦可於上述濺鍍靶材中存在1種以上之選自鋁、稀土類元素及鈦族元素中之至少1種元素之氮化物。形成壓電元件之氮化膜時，能夠應對壓電元件之高溫化，並且高Q值化。例如於第一組織～第五組織中，均因導入氮元素而存在氮化物。氮化物之種類根據金屬種之種類數量存在1種、2種、3種或4種或其以上之數量。
於本實施形態之濺鍍靶材中，較佳為上述稀土類元素為鈧及釔中至少任一種。形成壓電元件之氮化膜時，能夠應對壓電元件之高溫化，並且高Q值化。作為稀土類元素，存在僅為鈧，僅為釔或鈧與釔兩者之組合。於包含鈧與釔兩者作為稀土類元素時，例如有存在Al-Sc-Y材料或Al-Sc-Y相之形態，除此以外，還有同時存在Al-Sc材料、Al-Y材料及Al-Sc-Y材料之至少2種材料之形態、或同時存在Al-Sc相、Al-Y相及Al-Sc-Y相之至少2種相之形態。
於本實施形態之濺鍍靶材中，較佳為上述鈦族元素為鈦、鋯及鉿中至少任一種。形成壓電元件之氮化膜時，能夠應對壓電元件之高溫化，並且高Q值化。作為鈦族元素，存在如下情況，即，僅為鈦；僅為鋯；僅為鉿；鈦及鋯；鈦及鉿；鋯及鉿；或鈦、鋯及鉿。例如於包含鈦與鋯兩者作為鈦族元素時，例如有存在Al-Ti-Zr材料或Al-Ti-Zr相之形態，除此以外，還有同時存在Al-Ti材料、Al-Zr材料及Al-Ti-Zr材料之至少2種材料之形態、或同時存在Al-Ti相、Al-Zr相及Al-Ti-Zr相之至少2種相之形態。又，包含鈦與鉿兩者時，例如有存在Al-Ti-Hf材料或Al-Ti-Hf相之形態，除此以外，還有同時存在Al-Ti材料、Al-Hf材料及Al-Ti-Hf材料之至少2種材料之形態、或同時存在Al-Ti相、Al-Hf相及Al-Ti-Hf相之至少2種相之形態。又，包含鋯與鉿兩者時，例如有存在Al-Zr-Hf材料或Al-Zr-Hf相之形態，除此以外，還有同時存在Al-Zr材料、Al-Hf材料及Al-Zr-Hf材料之至少2種材料之形態、或同時存在Al-Zr相、Al-Hf相及Al-Zr-Hf相之至少2種相之形態。包含鈦、鋯及鉿時，例如有存在Al-Ti-Zr-Hf材料或Al-Ti-Zr-Hf相之形態，除此以外，還有同時存在Al-Ti材料、Al-Zr材料、Al-Hf材料、Al-Ti-Zr材料、Al-Ti-Hf材料、Al-Zr-Hf材料及Al-Ti-Zr-Hf材料之至少2種材料之形態、或同時存在Al-Ti相、Al-Zr相、Al-Hf相、Al-Ti-Zr相、Al-Ti-Hf相、Al-Zr-Hf相及Al-Ti-Zr-Hf相之至少2種相之形態，進而於上述形態中，有除Al以外進而加入包含Ti、Zr及Hf中之2種之材料或相之形態、除Al以外進而加入包含Ti、Zr及Hf中之1種之材料或相之形態。
於本實施形態之濺鍍靶材中，較佳為氧含量為500 ppm以下，更佳為300 ppm以下，進而較佳為100 ppm以下。於濺鍍靶材中可抑制形成堅固化合物，而於使用上述濺鍍靶材形成薄膜時形成配向性良好之薄膜。又，能夠抑制導電性下降，抑制顆粒之產生，並且良率良好地形成薄膜。若氧含量超過500 ppm，則例如有時於濺鍍靶材成膜時在含氮氛圍下會使鋁等氮化，但若於濺鍍靶材中包含較多之氧，則鋁等不會氮化並優先與氧鍵結，形成局部具有具備分子尺寸較大之晶格之堅固化合物之薄膜，而於所形成之薄膜產生較大之應變，使薄膜之配向性變差，因此較佳為將濺鍍靶材中之氧含量調整至500 ppm以下。
本實施形態之濺鍍靶材之氯含量較佳為100 ppm以下，更佳為50 ppm以下，進而較佳為30 ppm以下。若氯含量超過100 ppm，則例如有時於濺鍍靶材成膜時在含氮氛圍下會使鋁等氮化，但若於濺鍍靶材中包含較多之氯，則鋁等不會氮化並優先與氯鍵結，形成局部具有具備分子尺寸較大之晶格之堅固化合物之薄膜，而於所形成之薄膜產生較大之應變，使薄膜之配向性變差，因此較佳為將濺鍍靶材中之氯含量調整至100 ppm以下。
本實施形態之濺鍍靶材之氟含量較佳為100 ppm以下，更佳為50 ppm以下，進而較佳為30 ppm以下。若氟含量超過100 ppm，則例如有時於濺鍍靶材成膜時在含氮氛圍下會使鋁等氮化，但若於濺鍍靶材中包含較多之氟，則鋁等不會氮化並優先與氮鍵結，形成局部具有具備分子尺寸較大之晶格之堅固化合物之薄膜，而於所形成之薄膜產生較大之應變，使薄膜之配向性變差，因此，較佳為將濺鍍靶材中之氟含量調整至100 ppm以下。
本實施形態之濺鍍靶材之碳含量較佳為200 ppm以下，更佳為100 ppm以下，進而較佳為50 ppm以下。若碳含量超過200 ppm，則濺鍍時碳被引入至膜中，形成結晶性變差之薄膜。又，若於靶材表面形成堅固之化合物，則有損導電性，因異常放電而產生顆粒，會導致膜之良率降低，因此，較佳為將濺鍍靶材中之碳含量調整至200 ppm以下。
本實施形態之濺鍍靶材之矽含量較佳為200 ppm以下，更佳為100 ppm以下，進而較佳為50 ppm以下。若矽含量超過200 ppm，則濺鍍時會形成矽之氧化物或氮化物，以此為起點引起異常放電而產生顆粒，會導致所形成之薄膜之良率降低，因此，較佳為將濺鍍靶材中之矽含量調整至200 ppm以下。
本實施形態之濺鍍靶材中，作為鋁中所含有之稀土類元素，可列舉鈧、釔等，作為鋁中所含有之鈦族元素，可列舉鈦、鋯、鉿等。靶材中之鈧之含量較佳為5～75原子%。更佳為10～50原子%。靶材中之釔之含量較佳為5～75原子%。更佳為10～50原子%。靶材中之鈦之含量較佳為5～75原子%。更佳為10～50原子%。靶材中之鋯之含量較佳為5～75原子%。更佳為10～50原子%。靶材中之鉿之含量較佳為5～75原子%。更佳為10～50原子%。本實施形態之濺鍍靶材係以鋁及上述各元素滿足上述含量之方式含有其等至少1種以上。
於本實施形態之濺鍍靶材中，包括在平衡狀態圖中具有Al相未析出之組成之情況。關於此種組成，例如作為二元合金，於Al-Sc合金之情形時，Sc為25原子%以上67原子%以下，於Al-Y合金之情形時，Y為25原子%以上67原子%以下，於Al-Hf合金之情形時，Hf為25原子%以上67原子%以下，於Al-Zr合金之情形時，Zr為25原子%以上75原子%以下，於Al-Ti合金之情形時，Ti為25原子%以上78原子%以下。關於本實施形態之濺鍍靶材，即便在平衡狀態圖中具有Al相未析出之組成，於組織中亦具有鋁母相。
於形成鋁中含有稀土類元素、鈦族元素之合金之情形時，首先於上述組成範圍內形成鋁-鈧合金、鋁-釔合金等鋁-稀土類元素合金。接下來，於上述組成範圍內形成鋁-鈦合金、鋁-鋯合金、鋁-鉿合金等鋁-鈦族元素之合金。其後，藉由調整上述鋁-稀土類元素之合金及上述鋁-鈦族元素之合金各者之含量並且將其等加以混合，而形成鋁-稀土類元素-鈦族元素之合金。又，亦可不如上所述將二元合金加以混合來形成三元合金，而是直接形成鋁-稀土類元素-鈦族元素之合金。藉由於濺鍍靶材中形成金屬間化合物或於濺鍍時形成氮化膜，即便於高溫下，亦能夠形成可獲得高Q值之壓電膜。
對本實施形態之濺鍍靶材之製造方法進行說明。濺鍍靶材之製造方法具有：第1步驟，其製造主要成為母相之預定之鋁原料、及作為主要成為存在於母相中之材料或相之預定之原料的(1)包含鋁及稀土類元素之原料、(2)包含鋁及鈦族元素之原料、或(3)包含鋁、稀土類元素及鈦族元素之原料；第2步驟，其由上述第1步驟中製造之原料來製造預計主要成為母相之鋁粉末、及作為預計主要成為存在於母相中之材料或相之合金粉末的(1)鋁與稀土類元素之合金粉末(鋁-稀土類元素)、(2)鋁與鈦族元素之合金粉末(鋁-鈦族元素)、或(3)鋁、稀土類元素及鈦族元素之合金粉末(鋁-稀土類元素-鈦族元素)；以及第3步驟，其由上述第2步驟中所得之粉末獲得(1)鋁與鋁-稀土類元素之燒結體、(2)鋁與鋁-鈦族元素之燒結體、或(3)鋁與鋁-稀土類元素-鈦族元素之燒結體。
[第1步驟] 該步驟為製作第2步驟中製造鋁粉末、鋁-稀土類元素之合金粉末、鋁-鈦族元素之合金粉末或鋁-稀土類元素-鈦族元素之合金粉末時所使用之原料的步驟。於第1步驟中製作之用以製造粉末之原料(以後，亦簡稱為「原料」)可例示以下形態：(1A)分別準備合金靶材之構成元素之單金屬作為起始原材料，將其混合而作為原料；(2A)準備組成與合金靶材相同之合金作為起始原材料，並將其作為原料；或(3A)準備構成元素與合金靶材相同或欠缺一部分且組成比與所需組成比有偏差之合金、及為了調整至所需組成所調配之單金屬作為起始原材料，並將其等混合而作為原料。將作為起始原材料之鋁、鋁與稀土類元素、鋁與鈦族元素、或鋁、稀土類元素及鈦族元素中任一種投入至熔解裝置中來進行熔解，製作鋁原料、鋁-稀土類元素之合金原料、鋁-鈦族元素之合金原料、或鋁-稀土類元素-鈦族元素之合金原料。較佳為用於熔解裝置之裝置或容器之材質亦使用雜質較少者以使得熔解後，雜質不會大量地混入至鋁原料、鋁-稀土類元素之合金原料、鋁-鈦族元素之合金原料、或鋁-稀土類元素-鈦族元素之合金原料中。作為熔解法，選擇能應對以下熔解溫度之方法。作為熔解溫度，以700～900℃對鋁進行加熱，以1300～1800℃對鋁-稀土類元素之合金進行加熱，以1300～1800℃對鋁-鈦族元素之合金進行加熱，或以1300～1800℃對鋁-稀土類元素-鈦族元素之合金進行加熱。作為熔解裝置內之氛圍，設為真空度為1×10-2 Pa以下之真空氛圍、含有4 vol%以下之氫氣之氮氣氛圍、或含有4 vol%以下之氫氣之惰性氣體氛圍等。
合金粉末原料之形態除了上述(1A)(2A)(3A)中記載之3種原料形態以外，還可為合金粒或合金塊，或者亦可為粉末、粒、塊之組合。粉末、粒、塊雖表現出粒徑之差異，但無論哪一種，只要能於第2步驟之粉末製造裝置中使用，則粒徑並無特別限制。具體而言，為了於第2步驟之粉末製造裝置內使原料熔解，只要為可供給至粉末製造裝置之原料大小，則並無特別限制。
[第2步驟] 該步驟為製造鋁粉末、鋁-稀土類元素之合金粉末、鋁-鈦族元素之合金粉末、或鋁-稀土類元素-鈦族元素之合金粉末之步驟。將第1步驟中製造之鋁原料、鋁-稀土類元素之合金原料、鋁-鈦族元素之合金原料、或鋁-稀土類元素-鈦族元素之合金原料中至少一種原料投入至粉末製造裝置中，使其熔解而成為熔液之後，對熔液吹送氣體或水等，使熔液飛散進行急冷凝固而製作粉末。較佳為用於粉末製造裝置之裝置或容器之材質亦使用雜質較少者以使得熔解後，雜質不會大量地混入至鋁粉末、鋁-稀土類元素之合金粉末、鋁-鈦族元素之合金粉末、或鋁-稀土類元素-鈦族元素之合金粉末中。作為熔解法，選擇能應對以下熔解溫度之方法。作為熔解溫度，以700～900℃對鋁原料進行加熱，以1300～1800℃對鋁-稀土類元素之合金原料進行加熱，以1300～1800℃對鋁-鈦族元素之合金原料進行加熱，或以1300～1800℃對鋁-稀土類元素-鈦族元素之合金原料進行加熱。作為粉末製造裝置內之氛圍，設為真空度為1×10-2 Pa以下之真空氛圍、含有4 vol%以下之氫氣之氮氣氛圍或含有4 vol%以下之氫氣之惰性氣體氛圍等。作為進行吹送時之熔液之溫度，較佳為於「鋁、鋁-稀土類元素之合金、鋁-鈦族元素之合金、或鋁-稀土類元素-鈦族元素之合金各者之熔點＋100℃以上」下進行，更佳為於「鋁、鋁-稀土類元素之合金、鋁-鈦族元素之合金、或鋁-稀土類元素-鈦族元素之合金各者之熔點＋150～250℃」下進行。其原因在於：若溫度過高，則造粒中之冷卻未充分地進行，難以成為粉末，生產效率欠佳。又，若溫度過低，則容易產生噴射時易發生噴嘴堵塞之問題。進行吹送時之氣體可使用氮氣、氬氣等，但並不限定於此。於合金粉末之情形時，存在如下情況，即，藉由進行急冷凝固，合金粉末之金屬間化合物之析出與熔解法時相比得到抑制，相當於海島結構之島之析出粒徑變小，於合金粉體之階段中已獲得此狀態，即便於燒結後或形成靶材時，亦會維持此狀態。經急冷後之粉末成為第1步驟中準備之鋁與稀土類元素、鋁與鈦族元素、或鋁、稀土類元素及鈦族元素之元素比。
[第3步驟] 該步驟係由第2步驟中所得之粉末獲得成為靶材之燒結體之步驟。作為燒結法，藉由熱壓法(以下，亦稱為HP)、放電電漿燒結法(以下，亦稱為SPS)、或熱均壓燒結法(以下，亦稱為HIP)進行燒結。使用第2步驟中所得之鋁粉末、鋁-稀土類元素之合金粉末、鋁-鈦族元素之合金粉末、或鋁-稀土類元素-鈦族元素之合金粉末進行燒結。燒結時所使用之粉末為以下實例。 (1B)於鋁母相中存在鋁-稀土類元素之合金之情形時，使用將鋁粉末與鋁-稀土類元素之合金粉末混合而成之混合粉末。 (2B)於鋁母相中存在鋁-鈦族元素之合金之情形時，使用將鋁粉末與鋁-鈦族元素之合金粉末混合而成之混合粉末。 (3B)於鋁母相中存在鋁-稀土類元素-鈦族元素之合金之情形時，例如使用將鋁粉末與鋁-稀土類元素-鈦族元素之合金粉末混合而成之混合粉末，或使用將鋁粉末、鋁-稀土類元素之合金粉末及鋁-鈦族元素之合金粉末混合而成之混合粉末。 較佳為將上述(1B)～(3B)中所示之任一粉末填滿模具，藉由10～30 MPa之預加壓，利用模具及衝頭等將粉末密閉後進行燒結。此時，較佳為將燒結溫度設為500～600℃，加壓力較佳為設為40～196 MPa。作為燒結裝置內之氛圍，設為真空度為1×10-2 Pa以下之真空氛圍、含有4 vol%以下之氫氣之氮氣氛圍或含有4 vol%以下之氫氣之惰性氣體氛圍等。氫氣較佳為含有0.1 vol%以上。保持時間(燒結溫度之最高溫度之保持時間)較佳為2小時以下，更佳為1小時以下，進而較佳為無保持時間。
藉由至少經過第1步驟至第3步驟，能夠抑制濺鍍靶材之面內方向及厚度方向之組成偏差，而製作在薄膜形成時會造成影響之雜質之含量較少之濺鍍靶材。
於將經過第1步驟～第3步驟所獲得之燒結體作為濺鍍靶材之情形時，可獲得即便於平衡狀態圖中具有Al相未析出之組成，於組織中亦具有鋁母相之濺鍍靶材。
於本實施形態之濺鍍靶材之製造方法中，亦包括如下變化例。即，於第1步驟中，亦可製造預計主要成為母相之鋁原料、及作為預計主要成為存在於母相中之材料或相之原料的(1)稀土類元素原料、(2)鈦族元素原料、或(3)包含稀土類元素及鈦族元素之原料。於第2步驟中，亦可將上述第1步驟中製造之原料分別製成霧化粉末。於第3步驟中，由第1步驟中所得之原料或第2步驟中所得之粉末獲得(1)鋁與稀土類元素之燒結體、(2)鋁與鈦族元素之燒結體、或(3)鋁與稀土類元素-鈦族元素之燒結體。
於本實施形態中，(條件1)及(條件2)中之組成分析之方法有能量分散型型X射線光譜法(EDS)、高頻感應耦合電漿發射光譜分析法(ICP)、螢光X射線分析法(XRF)等，較佳為利用EDS進行組成分析。 實施例
以下，示出實施例並且對本發明更詳細地進行說明，但本發明並不限定於實施例來解釋。
(實施例1) 使用粒徑為150 μm以下、純度4N之純Al粉末及粒徑為150 μm以下、純度3N之ScN粉末，以成為Al-10 mol%ScN之方式調整各粉末之量後，進行混合。其後，將Al-10 mol%ScN混合粉末填充至放電電漿燒結(以後，亦稱為SPS燒結)用之碳模具。接下來，藉由10 MPa之預加壓，利用模具及衝頭等將混合粉末密閉，將填充有混合粉末之模具設置於SPS裝置(型號：SPS-825、SPS SINTEX公司製造)中。而且，作為燒結條件，設為燒結溫度為550℃、加壓力為30 MPa、燒結裝置內之氛圍為8×10-3 Pa以下之真空氛圍、燒結溫度之最高溫度之保持時間為0小時，於該條件下實施燒結。使用研削加工機、車床等對燒結後之Al-10 mol%ScN燒結體進行加工，製作Φ50 mm×6 mmt之Al-10 mol%ScN靶材。製作靶材時，加工性良好，能夠成型為靶材形狀。靶材包含Al與ScN兩種相，具有第五組織-2。使用接觸式四探針電阻率測定計測定所製作之靶材表面之導電率。導電率為4.079×10-5 Ω/□，確認出能夠確保實現DC濺鍍之導電率。又，利用顯微鏡觀察所製作之靶材之表面。將觀察到之圖像示於圖7。圖7之圖像之橫邊長度為650 μm。自圖7確認到，相對於ScN，Al占大部分，根據上述導電率之值，認為Al相連而確保了導電率，並且因存在相連之Al而存在鋁母相，認為其結果為獲得了靶材製作時之加工性。使用EDS(energy dispersive spectrometer，能譜儀)(日本電子製造)測定圖1之S1～S9之ScN含量及圖2之C1～C9之ScN含有率。測定範圍設為0.5 mm×0.5 mm。將測定結果示於表1及表2。
[表1]
濺鍍面內方向
測定點 S1 S2 S3 S4 S5 S6 S7 S8 S9 S1～S9之平均值： 10.20
測定值 10.04 10.76 9.63 9.88 10.18 10.73 9.24 10.82 10.55
與S1～S9之平均之差 0.16 -0.56 0.57 0.32 0.02 -0.53 0.96 -0.62 -0.35
靶材厚度方向
測定點 Cl C2 C3 C4 C5 C6 C7 C8 C9 C1～C9平均值： 10.06
測定值 與C1～C9之平均之差 10.52 10.28 9.91 9.07 9.25 9.86 10.52 10.73 10.35
-0.46 -0.22 0.15 0.99 0.81 0.20 -0.46 -0.67 -0.29
單位：原子百分率(at.%)
[表2]
濺鍍面內方向 S1～S9及Cl～C9之18點之平均值： 10.13
測定點 S1 S2 S3 S4 S5 S6 S7 S8 S9
測定值 10.04 10.76 9.63 9.88 10.18 10.73 9.24 10.82 10.55
與平均之差 0.09 -0.63 0.50 0.25 -0.05 -0.60 0.89 -0.69 -0.42
靶材厚度方向
測定點 Cl C2 C3 C4 C5 C6 C7 C8 C9
測定值 10.52 10.28 9.91 9.07 9.25 9.86 10.52 10.73 10.35
與平均之差 -0.39 -0.15 0.22 1.06 0.88 0.27 -0.39 -0.60 -0.22
單位：原子百分率(at.%)
根據表1之結果，S1～S9之ScN含有率之平均值為10.20%，S1～S9各點之ScN含有率與S1～S9之ScN含有率之平均值的差最大為0.96，最小為0.02。又，C1～C9之ScN含有率之平均值為10.06%，C1～C9各點之ScN含有率與C1～C9之ScN含有率之平均值的差最大為0.99，最小為0.15。又，根據表2之結果，S1～S9及C1～C9之ScN含有率之平均值為10.13%，S1～S9及C1～C9各點之ScN含有率與S1～S9及C1～C9之ScN含有率之平均值的差最大為1.06，最小為0.05。
於非專利文獻1中，示出氮化膜之壓電特性會因Sc濃度變化而急遽地發生變化。本發明中所獲得之靶材各點上之組成偏差較小，即，因靶材之面內方向及厚度方向之位置不同所導致之組成偏差較小，能夠形成Sc濃度之不均較小之目標氮化膜，其結果為，能夠形成顯示所需壓電特性之氮化膜。
(實施例2) 於實施例1中，將Al-10 mol%ScN以成為Al-50 mol%ScN之方式進行變更，除此以外，同樣地進行而製作Al-50 mol%ScN靶材。製作靶材時，加工性良好，能夠成型為靶材形狀。靶材包含Al與ScN兩種相，且具有第五組織-2。使用接觸式四探針電阻率測定計測定所製作之靶材表面之導電率。導電率為2.130×10-3 Ω/□，確認到能夠實現DC濺鍍之導電率得到確保。又，利用顯微鏡觀察所製作之靶材之表面。將觀察到之圖像示於圖8。圖8之圖像之橫邊長度為650 μm。自圖8確認到，ScN與Al以大致相同之比率存在，根據上述導電率之值，認為Al相連而導電率得到確保，並且因存在相連之Al而存在鋁母相，其結果為，認為獲得了靶材製作時之加工性。
(實施例3) 將純度4N之Al原料及純度3N之Sc原料投入至粉末製造裝置中，接下來，將粉末製造裝置內調整為5×10-3 Pa以下之真空氛圍，以熔解溫度1700℃使Al原料及Sc原料熔解而製成熔液，接下來，對熔液吹送氬氣，使熔液飛散，進行急冷凝固，而製作粒徑為150 μm以下之Al3 Sc粉末。其後，使用粒徑為150 μm以下、純度4N之純Al粉末及粒徑為150 μm以下之Al3 Sc粉末，以成為Al-14.29 mol%Al3 Sc之方式調整各粉末之量後，進行混合。其後，在與實施例1相同之燒結條件下對Al-14.29 mol%Al3 Sc混合粉末實施燒結。使用研削加工機、車床等對Al-14.29 mol%Al3 Sc燒結體進行加工，製作Φ50 mm×6 mmt之Al-14.29 mol%Al3 Sc靶材。製作靶材時，加工性良好，能夠成型為靶材形狀。靶材包含Al與Al3 Sc兩種相，具有第二組織。使用接觸式四探針電阻率測定計測定所製作之靶材表面之導電率。導電率為5.438×10-5 Ω/□，確認到能夠實現DC濺鍍之導電率得到確保。根據上述導電率之值，認為Al相連而導電率得到確保，並且因存在相連之Al而存在鋁母相，其結果為，認為獲得了靶材製作時之加工性。
又，於實施例3中，使用質量分析裝置(型號：ON836、LECO公司製造)測定氧之含量。氧之含量為452 ppm。
(實施例4) 於實施例3中，將Al-14.29 mol%Al3 Sc以成為Al-50 mol%Al3 Sc之方式變更，除此以外，同樣地進行而製作Al-50 mol%Al3 Sc靶材。製作靶材時，加工性良好，能夠成型為靶材形狀。靶材包含Al與Al3 Sc兩種相，具有第二組織。使用接觸式四探針電阻率測定計測定所製作之靶材表面之導電率。導電率為8.611×10-5 Ω/□，確認到能夠實現DC濺鍍之導電率得到確保。根據上述導電率之值，認為Al相連而導電率得到確保，並且因存在相連之Al而存在鋁母相，其結果為，認為獲得了靶材製作時之加工性。
(比較例1) 於實施例1中，將Al-10 mol%ScN以成為Al-80 mol%ScN之方式變更，除此以外，同樣地進行而嘗試製作Al-80 mol%ScN靶材。但是，加工中產生了破裂等缺陷。又，使用接觸式四探針電阻率測定計測定破裂之靶材之碎片表面之導電率，但無法確認導電率之值，確認到能夠實現DC濺鍍之導電率未得到確保。又，利用顯微鏡觀察破裂之靶材之表面。將觀察到之圖像示於圖9。圖9之圖像之橫邊長度為650 μm。自圖9確認到，相對於Al，ScN占大部分。即，於比較例1中，鋁母相於ScN之間局部地存在。又，根據上述導電率之值，認為Al因ScN而不相連無法確保導電率，並且由於ScN存在較多，故而未獲得靶材製作時之加工性。無法確保導電率與圖9之圖像共同印證了鋁母相部分地存在於ScN之間。
(比較例2) 於實施例1中，將Al-10 mol%ScN以成為Al-5 mol%ScN之方式變更，除此以外，同樣地進行而製作Al-5 mol%ScN靶材。製作靶材時，加工性良好，能夠成型為靶材形狀。但是，靶材之鋁母相中所包含之氮化物之量較少，因此，使氮氣流動並藉由反應性濺鍍形成用於壓電元件等之氮化物膜時，需要與使用先前之Al靶材或Al-Sc靶材進行反應性濺鍍時相同程度的氮氣。
(實施例5) 使用粒徑為150 μm以下、純度4N之純Al粉末及粒徑為150 μm以下、純度3N之Ti粉末，以成為Al-20原子%Ti之方式調整各粉末之量後，進行混合。其後，在與實施例1相同之燒結條件下對Al-20原子%Ti混合粉末實施燒結。使用研削加工機、車床等對Al-20原子%Ti燒結體進行加工，製作Φ50.8 mm×5 mmt之Al-20原子%Ti靶材。製作靶材時，加工性良好，能夠成型為靶材形狀。靶材包含Al與Al3 Ti兩種相，具有第二組織。使用接觸式四探針電阻率測定計測定所製作之靶材表面之導電率。導電率為4.250×10-5 Ω/□，確認到能夠實現DC濺鍍之導電率得到確保。根據上述導電率之值，認為Al相連而導電率得到確保，並且因存在相連之Al而存在鋁母相，其結果為，認為獲得了靶材製作時之加工性。
使用EDS(日本電子製造)測定圖1之S1～S9之Ti含量及圖2之C1～C9之Ti含有率。測定範圍設為0.5 mm×0.5 mm。將測定結果示於表3及表4。
[表3]
濺鍍面內方向
測定點 S1 S2 S3 S4 S5 S6 S7 S8 S9 S1～S9之平均值： 19.47
測定值 18.13 19.99 20.08 21.03 18.98 18.25 20.21 18.81 19.74
與S1～S9之平均之差 1.34 -0.52 -0.61 -1.56 0.49 1.22 -0.74 0.66 -0.27
靶材厚度方向
測定點 Cl C2 C3 C4 C5 C6 C7 C8 C9 C1～C9平均值： 20.53
測定值 20.64 20.72 19.68 20.44 20.57 21.00 20.01 21.10 20.59
與C1～C9之平均之差 -0.11 -0.19 0.85 0.09 -0.04 -0.47 0.52 -0.57 -0.06
單位：原子百分率(at.%)
[表4]
濺鍍面內方向 S1～S9及Cl～C9之18點之平均值： 20.00
測定點 S1 S2 S3 S4 S5 S6 S7 S8 S9
測定值 18.13 19.99 20.08 21.03 18.98 18.25 20.21 18.81 19.74
與平均之差 1.87 0.01 -0.08 -1.03 1.02 1.75 -0.21 1.19 0.26
靶材厚度方向
測定點 Cl C2 C3 C4 C5 C6 C7 C8 C9
測定值 20.64 20.72 19.68 20.44 20.57 21.00 20.01 21.10 20.59
與平均之差 -0.64 -0.72 0.32 -0.44 -0.57 -1.00 -0.01 -1.10 -0.59
單位：原子百分率(at.%)
根據表3之結果，S1～S9之Ti含有率之平均值為19.47%，S1～S9各點之Ti含有率與S1～S9之Ti含有率之平均值的差最大為1.56，最小為0.27。又，C1～C9之Ti含有率之平均值為20.53%，C1～C9各點之Ti含有率與C1～C9之Ti含有率之平均值的差最大為0.85，最小為0.04。又，根據表4之結果，S1～S9及C1～C9之Ti含有率之平均值為20.00%，S1～S9及C1～C9各點之Ti含有率與S1～S9及C1～C9之Ti含有率之平均值的差最大為1.87，最小為0.01。本發明中所獲得之靶材各點上之組成偏差較小，即，因靶材之面內方向及厚度方向之位置不同所導致之組成偏差較小。其結果為，例如藉由供給氮進行反應性濺鍍，能夠形成Ti濃度之不均較小之目標氮化膜，其結果為，能夠形成顯示所需壓電特性之氮化膜。
1:Al-RE合金粒子 2:Al-RE合金之晶粒 2a:Al-RE合金之晶粒 2b:Al-RE合金之晶粒 3:Al母相 4:鋁晶粒 4a:鋁晶粒 4b:鋁晶粒 100:濺鍍靶材 200:濺鍍靶材 300:濺鍍靶材 400:濺鍍靶材 C1~C9:截面之測定部位 D1~D9:截面之測定部位 J:長度 K:周長 L:假想十字線 L1:縱向長度 L2:橫向長度 O:中心 P1~P9:濺鍍面之測定部位 Q:假想十字線 r:半徑 S1~S9:濺鍍面之測定部位 t:靶材之厚度 X:中心
圖1係表示圓板狀靶材之濺鍍面內方向上之組成分析之測定部位的概略圖。 圖2係表示B-B截面處所示之圓板狀靶材之靶材厚度方向上之組成分析之測定部位的概略圖。 圖3係表示正方形板狀靶材之濺鍍面內方向上之組成分析之測定部位的概略圖。 圖4係表示C-C截面處所示之正方形板狀靶材之靶材厚度方向上之組成分析之測定部位的概略圖。 圖5係用以說明圓筒形狀靶材之組成分析之測定部位之概念圖。 圖6係用以說明鋁母相之概念之說明圖。 圖7係利用顯微鏡觀察實施例1中之Al-ScN靶材之表面時之圖像。 圖8係利用顯微鏡觀察實施例2中之Al-ScN靶材之表面時之圖像。 圖9係利用顯微鏡觀察比較例1中之Al-ScN靶材之表面時之圖像。
1:Al-RE合金粒子
2:Al-RE合金之晶粒
2a:Al-RE合金之晶粒
2b:Al-RE合金之晶粒
3:Al母相
4:鋁晶粒
4a:鋁晶粒
4b:鋁晶粒
100:濺鍍靶材

Claims (8)

  1. 一種濺鍍靶材，其特徵在於：在鋁母相中以10～70 mol%之含量存在以下材料或相，即， (1)包含鋁且進而包含稀土類元素及鈦族元素中任一種或兩種之材料或相、或 (2)包含稀土類元素及鈦族元素中任一種或兩種之材料或相。
  2. 如請求項1之濺鍍靶材，其中(條件1)或(條件2)中之上述濺鍍靶材之濺鍍面內方向及靶材厚度方向之組成與成為基準之組成的差均為±3%以內，且上述成為基準之組成為按照(條件1)或(條件2)所測得之總計18處之組成的平均值， (條件1) 濺鍍面內方向：上述濺鍍靶材係中心為O、半徑為r之圓板狀靶材，且使組成分析之測定部位處於以中心O為交點而正交之假想十字線上，設中心O為1處，與中心O距離0.45r合計4處，及與中心O距離0.9r合計4處之總計9處； 靶材厚度方向：形成穿過假想十字線中任一條線之截面，該截面係縱向為t(即靶材之厚度為t)、橫向為2r之長方形，且關於組成分析之測定部位，設以下總計9處作為測定地點：穿過中心O之垂直橫截線上之中心X及在上下與中心X距離0.45t合計3處(稱為a地點、X地點、b地點)，於上述截面上自a地點朝向左右之側邊離開0.9r合計2處，自X地點朝向左右之側邊離開0.9r合計2處，以及自b地點朝向左右之側邊離開0.9r合計2處； (條件2) 濺鍍面內方向：上述濺鍍靶材係縱向長度為L1，橫向長度為L2之長方形(其中，包括L1與L2相等之正方形；或者長方形包括將長度J、周長K之圓筒形側面展開而得之長方形，於此形態中，L2與長度J對應，L1與周長K對應，長度J與周長K係J＞K、J＝K或J＜K之關係成立)，且使組成分析之測定部位處於以重心O為交點而正交之假想十字線上，且假想十字線與長方形之邊正交時，設為如下之總計9處：重心O為1處，於假想十字線上縱向上與重心O相隔0.25L1之距離合計2處，橫向上與重心O相隔0.25L2之距離合計2處，縱向上與重心O相隔0.45L1之距離合計2處，以及橫向上與重心O相隔0.45L2之距離合計2處； 靶材厚度方向：形成穿過假想十字線中與縱向L1及橫向L2之任一邊平行之線之截面，於一邊為橫向L2之情形時，該截面係縱向為t(即上述靶材之厚度為t)、橫向為L2之長方形，且關於組成分析之測定部位，設以下總計9處作為測定地點：穿過重心O之垂直橫截線上之中心X及在上下與中心X距離0.45t合計3處(稱為a地點、X地點、b地點)，於上述截面上自a地點朝向左右之側邊離開0.45L2合計2處，自X地點朝向左右之側邊離開0.45L2合計2處，以及自b地點朝向左右之側邊離開0.45L2合計2處。
  3. 如請求項1或2之濺鍍靶材，其中於上述濺鍍靶材中存在包含選自鋁、稀土類元素及鈦族元素中之至少2種元素之金屬間化合物。
  4. 如請求項3之濺鍍靶材，其中於上述濺鍍靶材中存在1種、2種、3種或4種上述金屬間化合物。
  5. 如請求項1至4中任一項之濺鍍靶材，其中於上述濺鍍靶材中存在1種以上之選自鋁、稀土類元素及鈦族元素中之至少1種元素之氮化物。
  6. 如請求項1至5中任一項之濺鍍靶材，其中上述稀土類元素為鈧及釔中至少任一種。
  7. 如請求項1至6中任一項之濺鍍靶材，其中上述鈦族元素為鈦、鋯及鉿中至少任一種。
  8. 如請求項1至7中任一項之濺鍍靶材，其中氧含量為500 ppm以下。
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021019992A1 (ja) * 2019-07-31 2021-02-04 株式会社フルヤ金属 スパッタリングターゲット
TWI834072B (zh) * 2021-10-22 2024-03-01 光洋應用材料科技股份有限公司 釕鋁合金靶材及其製法

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2901049B2 (ja) * 1994-11-15 1999-06-02 株式会社神戸製鋼所 アークイオンプレーティング用Ａｌ−Ｔｉ合金ターゲット材
JP4137182B2 (ja) * 1995-10-12 2008-08-20 株式会社東芝 配線膜形成用スパッタターゲット
KR20010021722A (ko) * 1997-07-11 2001-03-15 존슨매테이일렉트로닉스, 인코퍼레이티드 내부 금속성인 알루미늄 화합물 및 규소 화합물 스퍼터링타겟과 그의 생성방법
JP2000273623A (ja) * 1999-03-29 2000-10-03 Japan Energy Corp Ｔｉ−Ａｌ合金スパッタリングターゲット
JP4203180B2 (ja) * 1999-05-25 2008-12-24 株式会社神戸製鋼所 Ｔｉ−Ａｌ合金スパッタリングターゲット及びその製造方法
JP3365978B2 (ja) * 1999-07-15 2003-01-14 株式会社神戸製鋼所 半導体デバイス電極用Ａｌ合金薄膜及び半導体デバイス電極用Ａｌ合金薄膜形成用のスパッタリングターゲット
US6248453B1 (en) * 1999-12-22 2001-06-19 United Technologies Corporation High strength aluminum alloy
US20030227068A1 (en) * 2001-05-31 2003-12-11 Jianxing Li Sputtering target
JP4176346B2 (ja) * 2001-11-30 2008-11-05 Ｔｄｋ株式会社 スパッタターゲットとその製造方法
JP2010204291A (ja) * 2009-03-02 2010-09-16 Kobe Steel Ltd Ａｌ合金反射膜、及び、自動車用灯具、照明具、装飾部品、ならびに、Ａｌ合金スパッタリングターゲット
JP5888689B2 (ja) * 2010-07-01 2016-03-22 国立研究開発法人産業技術総合研究所 スカンジウムアルミニウム窒化物膜の製造方法
JP6461543B2 (ja) 2013-10-08 2019-01-30 株式会社フルヤ金属 アルミニウムと希土類元素との合金ターゲット及びその製造方法
US10519538B2 (en) * 2014-03-28 2019-12-31 Jx Nippon Mining & Metals Corporation Sputtering target comprising Al—Te—Cu—Zr alloy, and method for producing same
CN104805406B (zh) * 2015-04-17 2017-06-06 无锡舒玛天科新能源技术有限公司 铝钪旋转靶材及其制备方法
JP6626732B2 (ja) * 2015-06-29 2019-12-25 山陽特殊製鋼株式会社 スパッタリングターゲット材
JP6869237B2 (ja) * 2016-06-07 2021-05-12 Ｊｘ金属株式会社 スパッタリングターゲット及び、その製造方法
JP7060610B2 (ja) * 2017-03-13 2022-04-26 マテリオン コーポレイション 高い均一性および元素含量を有するアルミニウム－スカンジウム合金ならびにその物品
CN107841639A (zh) * 2017-12-11 2018-03-27 基迈克材料科技（苏州）有限公司 铝钪合金靶坯及其制备方法及应用
CN109161858B (zh) * 2018-09-10 2020-08-07 有研新材料股份有限公司 一种掺氮的铝钪合金靶材及其制造方法
GB201815216D0 (en) * 2018-09-18 2018-10-31 Spts Technologies Ltd Apparatus and a method of controlling thickness variation in a material layer formed using physical vapour deposition
WO2021019992A1 (ja) * 2019-07-31 2021-02-04 株式会社フルヤ金属 スパッタリングターゲット
KR20230020509A (ko) * 2020-06-05 2023-02-10 마테리온 코포레이션 알루미늄-스칸듐 복합체, 알루미늄-스칸듐 복합체 스퍼터링 표적 및 제조 방법

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